(57)【要約】【課題】記録ヘッドの上流又は下流側のいずれかに設けられた１つの温度センサによる検出温度で、直接温度を計測できないノズルの温度を推定すると、記録ヘッド内における温度変化が含まれないため適正な推定にはならない。【解決手段】画像形成装置は、記録ヘッドにおけるインク供給ポート及びインク排出ポートに設けられた温度センサにより記録ヘッド内のおける温度変化を考慮したノズルの温度を推定し、その推定温度と供給及び排出時の温度差から、ノズルがインクを正常吐出する予め定めた駆動可能温度範囲に入るように、ファンと、ヒータをペルチェ素子の加温冷却動作と組み合わせて、加温冷却による温度制御を行う。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対してインクを供給する供給流路及び、前記記録ヘッドから前記インクを排出する排出流路を有し、排出流路を流れるインクを再度供給流路を介して記録ヘッドに供給する循環流路と、
前記供給流路側に配置される第１の温度検出部と、
前記排出流路側に配置される第２の温度検出部と、
インクの温度を制御するインク温度調整手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記インク温度調整手段は、前記第１の温度検出部の出力と、前記第２の温度検出部の出力とに基づいて、ノズルにおけるインク温度を算出すると共に、当該算出されるインク温度が記録ヘッドからインク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力が、共に前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが一致するように、インク温度を調整する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部と、をさらに有し、
第１の温度調整部を用いて、前記第１の温度検出部からの出力が前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、前記供給流路を流れるインク温度を調整し、
第２の温度調整部を用いて、前記第２の温度検出部からの出力が前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、前記排出流路を流れるインク温度を調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第１の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を下げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を上げることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第２の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を上げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を下げることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが、前記インク吐出可能な温度範囲内に設定される、インク吐出可能な温度範囲よりも狭い温度範囲であるインク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、インク温度を調整する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッドと
前記記録ヘッドに対してインクを供給する供給流路と、  前記記録ヘッドから前記インクを排出する排出流路と、を有し、排出流路を流れるインクを再度供給流路を介して記録ヘッドに供給する循環流路と、
前記供給流路側に配置される第１の温度検出部と、
前記排出流路側に配置される第２の温度検出部と、
インクの温度を制御するインク温度調整手段と、
を有する画像形成装置であって
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力が、共に前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが、前記インク吐出可能な温度範囲内に設定される、インク吐出可能な温度範囲よりも狭い温度範囲であるインク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、インク温度を調整する請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドのノズルにおけるインク温度を適正に推定し、高画質な画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、記録紙等の記録媒体にインクを吐出して、画像を形成する画像形成装置、所謂インクジェットプリンタが知られている。この画像形成装置の記録ヘッドは、圧電素子又は発熱素子等からなるアクチュエータを駆動して、インクを吐出している。このアクチュエータは、駆動する際に、アクチュエータ自体による発熱及び、アクチュエータの駆動部（駆動用ＩＣ）による発熱が生じている。画像形成装置は、記録速度の高速化やライン記録ヘッドの採用によるノズル数の増大を図ると、これらの発熱量が増加する。
【０００３】
この発熱量の増加による機器の高熱化を抑制する手段として、例えば、特許文献１には、記録ヘッドを含むインクの供給流路に排出流路（インク帰還流路）を設けて、インクを循環させて、発生した熱をインクに伝搬させる技術が提案されている。
【０００４】
画像形成装置に使用するインクは、種別に拘わらず、インク温度が上昇するに伴い粘度が低下する。従って、インク温度が高温化した場合には、低温時と同じ駆動電圧で記録ヘッドを駆動させると、吐出するインク量（ドロップ量）が増加し、画像の色が濃くなったり、滲みが発生したりする。即ち、駆動する記録ヘッドが高熱化した場合には、記録ヘッド内のインク温度が上昇し、同じ駆動電圧で駆動させたならば、形成された画像品位（又は、印字品位）が変わり、一定に保つことができない。
【０００５】
そこで、記録ヘッド駆動電圧に対して補正を施す必要がある。例えば、特許文献１では記録ヘッドを冷却するインク循環流路上において、記録ヘッド下流側に温度センサを設けてインク温度を検出し、その検出値を用いて記録ヘッドの駆動電圧を補正している。さらに、インク循環流路上において、記録ヘッド上流側に温度センサを設けて、記録ヘッドに供給されるインク温度の調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９９０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した特許文献１では、記録ヘッドに対して一方側、即ち記録ヘッドの上流側に設けられた温度センサから出力されるインク温度のみに基づき、インク温度を調整している。しかし、記録ヘッドの上流側におけるインク温度のみを用いた温度制御、又は下流側のインク温度のみ用いた温度制御だけでは、現実的に、記録ヘッド温度やノズルのインク温度を適正に推定することにはならない。
【０００８】
この原因を以下に説明する。図１１（ａ），（ｂ）は、記録ヘッドを流れるインクの温度特性について示している。この記録ヘッドは、インク循環路に設けられた記録ヘッドである。図１１（ａ），（ｂ）の縦軸はインクの温度を示し、横軸は、上流側のインク流路から供給されたインクが記録ヘッド内に流れ込み、使用（吐出）されなかったインクが下流のインク流路に排出されていくまでの時間を示している。
【０００９】
図１１（ａ），（ｂ）は記録ヘッドの上流側のインク温度がそれぞれ同じであるものの、図１１（ａ）は、記録ヘッドの下流側のインク温度が高かった一例を示し、反対に図１１（ｂ）は、記録ヘッドの下流側のインク温度が低かった一例を示している。ここで、ＴＣ：記録ヘッド下流のインク温度が高い場合のノズルのインク温度、ＴＤ：記録ヘッド下流のインク温度が低い場合のノズルのインク温度を示している。また、記録ヘッドに流入して流出するまでの区間の略中央にノズルが存在するものとしている。
【００１０】
図１１（ａ），（ｂ）から明らかなように、共に、記録ヘッドの上流側のインク温度を検出するだけでは、下流側のインクの温度がわからないため、上流側のインク温度が同じであっても、記録ヘッド内でインクが何度上昇したのかはわからない。これは、記録ヘッドが駆動されている場合とそうでない場合とで、記録ヘッド自体が加熱源となったり放熱源となるためであって、そのような記録ヘッド内部に流入していたインクが排出されると、記録ヘッドから熱を受け取り、その結果インク温度が上がる場合と、記録ヘッドに熱を奪われ、その結果インク温度が下がる場合とがある。
【００１１】
記録ヘッドにおける温度の高低差は、記録ヘッドにおける上流のインク温度と下流のインク温度の差であるため、この温度差がわからなければ、実際の記録ヘッド（特に、ノズル）の温度を知ることはできない。また、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ノズルのインク温度ＴＣ、ＴＤも、記録ヘッドにおける下流側のインク温度に依存する。従って、記録ヘッドにおける上流側のインク温度のみから、ノズルのインク温度を正確に推定することはできない。
【００１２】
従って、記録ヘッドの上流側、又は下流側の一方だけのインク温度に基づいて、ノズルのインク温度を算出（推定）したとしても、記録ヘッド内で変化した温度差はわかっていないため、実際のインク温度との乖離が大きくなってしまい、インク吐出可能なインク温度になっているとは言えず、結果、ノズルから吐出するインク量が適正ではなく、画像品質を落としてしまう事態が発生する。
【００１３】
そこで本発明は、記録ヘッドのノズルにおけるインク温度の精度を高めて推定し、記録ヘッドから吐出されるインク吐出量を最適化して、記録媒体に高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態は、インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してインクを供給する供給流路と、前記記録ヘッドから前記インクを排出する排出流路と、を有し、排出流路を流れるインクを、再度供給流路を介して記録ヘッドに供給する循環流路と、前記供給流路側に配置される第１の温度検出部と、前記排出流路側に配置される第２の温度検出部と、インクの温度を制御するインク温度調整手段と、を有する画像形成装置であって、前記インク温度調整手段は、前記第１の温度検出部の出力と、前記第２の温度検出部の出力とに基づいて、ノズルにおけるインク温度を算出すると共に、当該算出されるインク温度が記録ヘッドからインク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整する画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、記録ヘッドのノズルにおけるインク温度の精度を高めて推定し、記録ヘッドから吐出される−インク吐出量を最適化して、記録媒体に高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置のインク循環流路の構成例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態のインク循環流路に関する構成部位の制御系を示す図である。
【図３】図３は、ヘッドヒートシンクを含む記録ヘッド１００の断面構成を示す図である。
【図４】図４は、記録ヘッドを斜め上から見た、一部内部構造を含む外観構成を示す図である。
【図５】図５は、記録ヘッドに取り付けられるヒートシンクとして機能するヘッドカバーの外観構成を示す図である。
【図６】図６は、ビス止めにより一体化されている記録ヘッドカバーの外観構成を示す図である。
【図７】図７は、記録ヘッドが記録ヘッドホルダに固定された状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、本実施形態におけるインク温度のみを制御した例を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態における温度制御の温度特性を示す図である。
【図１０】図１０は、ケース１〜１５の温度制御の例を示す図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、記録ヘッドを流れるインクの温度特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置のインク循環流路１の一構成例を示している。図２は、本実施形態のインク循環流路１に関する構成部位の制御系を示す図である。尚、図１では、発明を理解し易くするため、構成を簡素化して示しており、実際の構成においては、インク色毎に設けられる複数の記録ヘッド及び、少なくともインク色数あるインク循環流路をそれぞれ１つのみを示している。
【００１８】
本実施形態のインク循環流路１における主たるインク流路は、インク供給流路１４、インク排出流路１３、インク帰還流路１５、インク補給流路１９及び廃液流路２１により構成される。これらの流路は、樹脂又は金属等からなるパイプ部材を用いて、以下に記述する構成部位間を繋ぐように構成されている。また、図２に示すように、センサや電磁弁等の電気構成部位は、その駆動を全て制御部２により制御される。
【００１９】
インク供給流路１４は、インク供給源となる上流サブタンク５０から記録ヘッドモジュール１００内に設けられた記録ヘッド１００のインク供給ポート１０７に接続される。インク排出流路１３は、記録ヘッド１００のインク排出ポート１０８から下流サブタンク６０に接続される。さらに、インク帰還流路１５は、下流サブタンク６０から、インクを汲み上げるポンプ２２及びインクの温度調整を行う熱交換器３０を経由して、上流サブタンク５０に接続される。
【００２０】
さらに、上流サブタンク５０と下流サブタンク６０は共に、タンク内部の液面を検出するためのアクチュエータ７０が一端を支点として揺動自在に片持ちで取り付けられている。揺動支点の他端側には、空気を内包するフロートが設けられ、フロートにはマグネットが取り付けられている。共にサブタンク外側で、フロートのマグネットに対向する位置にリードスイッチを有する液面センサ７１が設けられている。インクの液面高さに応じて揺動するアクチュエータ７０によって、その液面高さが検出される。
【００２１】
本実施形態において、上流サブタンク５０の液面は、記録ヘッド１００のノズル面１０１ａから約１００ｍｍ高い位置になるように設計されている。同様に、下流サブタンク６０の液面は、ノズル面１０１ａから約５０ｍｍ低くなるように設計されている。サブタンク５０，６０は、共に、弁２４，２５を介在して大気開放流路１６，１７の一端がタンク内部の空気が滞留する上面側に接続され、それらの他端は、オーバーフロー流路２３に接続されている。弁２４は、例えば、電磁弁からなり、電力遮断時に流路を遮蔽（閉）するノーマルクローズタイプである。同様に、弁２５は、電磁弁からなり、電力遮断時に流路を連通（開）するノーマルオープンタイプである。
【００２２】
オーバーフロー流路２３は、他の流路よりも断面積が大きく構成され、図１に示されるように、Ｚ方向へ約５度傾斜して設けられている。その最も高い側の上面に大気開放流路１８の一端が接続され、最も低い側の下面に廃液流路２１が接続される。廃液流路２１は図１に示されるように、インク循環流路１における下方に配置される廃液ボトル２８に接続される。廃液ボトル２８は大気開放流路２７により内部が大気圧下に開放されている。この実施形態では、廃液ボトル２８は、画像形成装置の装置フレーム内の下部側に配置されている。
【００２３】
上流サブタンク５０の上方（Ｚ軸方向）に位置するようにインクボトル２９が配置され、弁２６を介在してインク補給流路１９で接続されている。弁２６は、電磁弁等からなり、ノーマルクローズである。本実施形態では、インクボトル２９は、画像形成装置の装置フレームの上蓋近傍に配置され、インク補充のための交換が容易にできるように配置されている。
【００２４】
インクボトル２９のタンク上面には、タンク内に外部空気を導入するための大気開放流路２０が接続され、開放端には空気フィルタ３４が設けられている。また、空気フィルタ３４は、大気開放流路１８の開放端側にも接続している。このフィルタは、約５μｍのメッシュサイズで外部空気に含まれる粉塵がインク流路に入ることを防止する。
【００２５】
インク帰還流路１５上に設けられた熱交換器３０は、アルミ、銅、ステンレス等の熱伝導性の良い材質で製作されて、その内部をインクが流れる熱交換流路部３３と、その熱交換流路部３３に密着して、インクへ熱を授受するためのペルチェ素子３２と、そのペルチェ素子３２の廃熱等を外部へ放熱するためのファン３１と、により構成される。
【００２６】
またインク帰還流路１５の端部は、下流サブタンク６０内に挿入され、その吸い上げ口は、インク中でタンク底付近に沈めてられているインクフィルタ６２に接続されている。
【００２７】
下流サブタンク６０内のインクは、ポンプ２２により汲み上げられる時に、インクフィルタ６２を通って吸い上げ口から吸い上げられて、その際にインクフィルタ６２で濾過される。さらに、熱交換器３０における熱の授受で、温度調整されて、上流サブタンク５０へ汲み上げられる。本実施形態では、ポンプ２２として、パルスモータで駆動されるダイヤフラム式ポンプを採用している。図示しない駆動基板に搭載されたパルスモータを回転速度制御回路に回転制御を行い、上流サブタンク５０に汲み上げられるインク流量を調整することができる。
【００２８】
また、下流サブタンク６０内部の空気層部分の圧力を測定するための圧力センサ６１が設けられている。下流サブタンク６０の大気開放弁２５を閉じた状態で、ポンプ２２を駆動することにより下流サブタンク６０内部の圧力を負圧にする。その負圧が所定の値になるように、ポンプ２２を前述したパルスモータの回転数で制御する。即ち、負圧を増やしたい場合には、より速く回転させて、負圧を減らしたい場合には遅く回転するように制御される。
【００２９】
次に、図３及び図４を参照して、記録ヘッド１００の内部構造について説明する。図３は、ヘッドヒートシンク（カバー）を含む記録ヘッド１００の断面構成を示し、図４は、記録ヘッド１００を斜め上から見た、一部内部構造を含む外観構成を示す図である。
【００３０】
図３に示すように、記録ヘッド１００は、ベース１０３の片面側に周囲を取り囲み中央部が空洞となった枠１０２が接着され、その空洞部にあって同じくベース１０３の片面に圧電素子１０４が対になって接着されている。圧電素子１０４と枠１０２は、同じ高さで空洞部を塞ぐように、ノズルプレート１０１が枠１０２と圧電素子１０４にＺ方向に積層されて接着されている。
【００３１】
圧電素子１０４は、Ｘ軸方向に、テーパを有するように複数の溝が掘られ、それらの溝がチャンネル１０４ａとなる。また、溝の中央部に重なるように、インクを吐出するためのノズル１０１ｂがノズルプレート面１０１ａに設けられている。
【００３２】
また図３に示すように、チャンネル１０４ａは、Ｙ軸方向へ複数個が平行に並ぶように形成され、それらに対応するように、複数のノズル１０１ｂもＹ軸方向に配列されている。  
本実施形態における溝のピッチは、約１７０μｍピッチとして、幅８５μｍ、深さ３００μｍ程度の形状である。対に形成されている２つの圧電素子１０４は、図３に示すＹ軸方向に半ピッチずらして配置される。
【００３３】
ベース１０３には、対となった圧電素子１０４のそれぞれの中央にＹ軸方向に沿って、複数の孔１０３ａが配列される。ここでは、孔１０３ａは、直径１ｍｍ程度の貫通孔であり、それぞれが３ｍｍ間隔で配置されている。同様に、枠１０２と圧電素子１０４のＸ軸方向に沿った隙間の位置にも孔１０３ｂが配置される。
【００３４】
ベース１０３の他面には、流路部材１０５と流路部材１０６とがＺ軸方向に積層されて接着される。流路部材１０５には、少なくとも３本の平行な溝が設けられている。  
往路流路１０５ａは、ベース１０３の孔１０３ａと対向した位置にあり、復路流路１０５ｂは、孔１０３ｂと対向した位置に配置される。その３本の溝に蓋をする形態で、流路部材１０６が接着される。この流路部材１０６には、パイプ状のインク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８が設けられている。
【００３５】
インク供給ポート１０７の孔は、往路流路１０５ａに接続されている。インク排出ポート１０８の孔は、流路部材１０６の凸部１０６ａの内部で２本の復路流路１０５ｂを繋ぐ接続流路１０６ｂに接続されている。
【００３６】
このような構成の記録ヘッド１００におけるインクの流れについて説明する。  
上流サブタンク５０から供給されたインクは、インク供給流路１４を経由して、インク供給ポート１０７から記録ヘッド１００内に流入する。記録ヘッド１００内のインクは、往路流路１０５ａを通って、Ｙ軸方向の記録ヘッド幅全体へ亘って広がり、即ち、複数の孔１０３ａから一対の圧電素子１０４の中央全体に亘って供給される。
【００３７】
供給されたインクは、各圧電素子１０４の形成領域へ分岐して、複数のチャンネル１０４ａの中を通って、枠１０２と圧電素子１０４の隙間に到達する。その後、孔１０３ｂから２本の復路流路１０５ｂを抜けて、接続流路１０６ｂで合流した後、インク排出ポート１０８から外へ排出される。インク排出ポート１０８から排出されたインクは、インク排出流路１３へ流れ込み、下流サブタンク６０に流入する。このように、上流サブタンク５０からインク供給流路１４を経て、記録ヘッドモジュール１００に入り、さらに、インク排出流路１３を通って、下流サブタンク６０に到達する。
【００３８】
記録ヘッド１００のチャンネル１０４ａの電極配線は、ベース１０３の電極接続面１０３ｃでＦＰＣ１０９と接続され、ＦＰＣ１０９には、ドライブＩＣ１１０が搭載されて個々のチャンネルに電圧波形を加えることにより駆動を行う。記録ヘッド１００のベース１０３は圧電素子と比較して十分に熱伝導率の良い金属が好ましい。インク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８には、サーミスタである温度センサ１１４（第１の温度検出部）、温度センサ１１５（第２の温度検出部）がそれぞれに設けられている。
【００３９】
インク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８は、固定部材１１１に設けられた穴１１１ｃ，１１１ｄを貫通しており、この貫通部分で接着されて、固定部材１１１と一体化している。固定部材１１１は、図６に示すように、ヒートシンクとして機能する記録ヘッドカバー１１３と両端２箇所でビス止めされて一体化されている。カバー１１２，１１３は、組み合わせられることで、記録ヘッド１００内部のインク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８、ドライブＩＣ１１０等を覆う箱形状となる。
【００４０】
図５には、記録ヘッド１１０に取り付けられる分割されたカバー１１２，１１３を組み合わせた状態の外観構成を示す。  
図３に示したように、ドライブＩＣ１１０は、図示しないバネ等の弾性部材でカバー１１２，１１３の内面側に押圧されて密着している。その密着部分には、密着性を高めるために、公知な熱伝導性の良いグリス等が用いられる。
【００４１】
温度センサ１１４，１１５の出力（検出温度）は、インク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８が熱伝導性の良い材質により形成されたパイプであるため、それらのパイプの中を流れるインクの温度と略同じ値を示している。前述したように、インクは、温度によって、粘性が変化するため、常に同じ体積のインクを吐出するためには、圧電素子に与える電圧をそのインクの粘度に適した電圧に制御する必要がある。
【００４２】
圧電素子部分のインク温度は、直接検出することが難しいため、温度センサ１１４，１１５により検出した温度の略平均値であると推定して制御する。
【００４３】
インクがノズル１０１ｂより吐出されるように圧電素子１０４を駆動すると、圧電素子自体は発熱する。その一部は、吐出されたインクに伝熱して、外へ放熱される。また一部は、ベース１０３へ伝熱されて、記録ヘッド１００の外部空気へ放熱される。残りの大半の発熱は、ベース１０３や流路部材１０５，１０６に蓄熱される。
【００４４】
記録ヘッド１００の温度上昇を防止するためには、記録ヘッド１００のインク供給ポート１０７からインクを流入して、インク排出ポート１０８から排出する際に、吐出されなかったインクに余分な熱を伝熱させた後、排出することにより、外に放熱する設計である。また、圧電素子１０４を駆動する際には、ドライブＩＣ１１０も発熱する。その熱は、カバー１１２，１１３に熱伝導される。カバー１１２，１１３にはその外表面に多数の放熱突起１１２ａ，１１３ａが設けられている。これは記録ヘッド１００周囲の空気との表面積を大きくし、放熱効果を上げるためのものである。
【００４５】
固定部材１１１は、記録ヘッドホルダ２００にその両端部にある穴１１１ｅ，１１１ｆをビスで固定される。図７は、記録ヘッド１００が記録ヘッドホルダ２００に固定された状態を模式的に示すものである。記録ヘッドホルダ２００には、記録ヘッド１００の近傍に、ヒータ２０３とファン２０１が設けられている。ヒータ２０３は、記録ヘッドホルダ自体を加温するように作用し、ファン２０１は、記録ヘッドホルダ２００と記録ヘッド１００を空冷するように作用する。本実施形態において、インク温度調整手段として、少なくともヒータ２０３、ファン２０１，３１、及びペルチェ素子３２を含んでいる。
【００４６】
次に、インク循環流路におけるインク循環動作について説明する。  
図１に示したように、記録ヘッド１００が停止状態の時には、下流サブタンク６０の内部は、大気開放流路１７の弁２５が開状態であるため、オーバーフロー流路２３、大気開放流路１８及び空気フィルタ３４が連通して、大気に開放されている。また、上流サブタンク５０は、弁２４が閉状態であるため、タンク内が密閉されている。
【００４７】
従って、記録ヘッド１００のノズル面１０１ａより、下流サブタンク５０のインク液面が約５０ｍｍ低くなり、ノズル１０１ｂには負圧によるメニスカスが形成されて、記録ヘッド１００からインクが垂れ出ない状態となっている。
【００４８】
記録媒体２０２への画像形成を開始するめの準備として、まず弁２４，２５及びポンプ２２を同時に駆動させる。その結果、弁２５が閉状態で、ポンプ２２が駆動されるため、下流サブタンク６０の内部空気が大気圧から負圧となる。反対に、上流サブタンク５０側は、弁２４が開状態となり、ノズル面１０１ｂよりも約１００ｍｍ高い位置にあることからノズル面に正圧がかかる。
【００４９】
前述したように、ポンプ２２は、下流サブタンク６０の内部圧力を所定圧力にするように制御されることから、速やかに所定の負圧に達する。インクの比重を１ｇ／ｃｍ３とすると、ノズル面１０１ａを基準に圧力を考えると、上流サブタンクの液面高さによって正圧１ｋＰａが掛かり、下流サブタンクの液面によって−０．５ｋＰａが掛かる。ポンプ２２が作り出す下流サブタンク内空気の負圧が、−３．５ｋＰａであった場合、上流サブタンク５０と下流サブタンク６０の圧力差は、合計５ｋＰａとなる。ノズル穴１０１ｂから上流側の流路抵抗と下流側の流路抵抗が等しい場合には、ノズル穴１０１ｂの圧力は、−１．５ｋＰａと計算される。
【００５０】
記録ヘッド１００のノズル１０１ｂのインクメニスカスは、インクの表面張力とノズルの穴径によってある程度の負圧までは破壊されない。よって、その負圧以内に保つように、ポンプ２２を駆動制御することで、ノズル１０１ｂから空気が入ったり、インクが漏れたりすることなく、インクは、上流サブタンク５０から各記録ヘッドモジュール１００ａ〜ｆを通って下流サブタンク６０へ流れる。ポンプ２２によって下流サブタンク６０から上流サブタンク５０へインク帰還流路１５を通ってインクが戻される。
【００５１】
このようなインク循環流路１内でインクを循環させた状態で、図示されない給紙機構から記録媒体２０２を駆動するベルト搬送ユニット７上に受け渡し、搬送される記録媒体２０２が記録ヘッド１００のノズルの前方を通過する際に、インク滴が吐出されて画像が形成される。
【００５２】
インクが吐出により消費されると、上流サブタンク５０の液面が下がり、液面センサ７１がインク液面低下を検出する。その場合には、弁２６を開いてインクボトル２９からインクを上流サブタンクへ補給する。インクボトル２９から上流サブタンクへはインクボトル２９との液面差で自重により補給される。
【００５３】
次に図８及び図９を参照して、記録ヘッド１００を流れるインクが、記録ヘッド１００との間で行う熱の授受について説明する。図８は、本実施形態におけるインク温度のみを制御した例を示す。図９は、本実施形態において、記録ヘッド１００とインクの温度を制御した例を示す。
【００５４】
図８において、インク温度のみを制御した場合について説明する。圧電素子１０４は、所定温度の範囲でのみ画像形成ための駆動が行われる。ここでは、一例として、１５℃〜４５℃が駆動可能温度範囲（印刷可能温度範囲）として説明する。
【００５５】
まず、作業開始に当たり、装置のメイン電源がオンされた時や、画像形成の実行命令が指示された際に、インクの温度が１０℃であったと仮定する。その場合には、最初に温度センサ１１４，１１５が共に１０℃のインク温度を検出する。
【００５６】
次に、インク循環動作が開始され、インクの温度を駆動可能温度まで上昇させるべく、ペルチェ素子３２でインクの加温を開始する。
【００５７】
ペルチェ素子３２の熱は、熱交換器３０を通して、インク流路１５を流れるインクに伝熱される。インク供給ポート１０７に取り付けられた温度センサ１１４は、加温されたインクを測定するため、１０℃から検出温度が上昇する。しかし、記録ヘッド１００内を通過してインク排出ポート１０８から排出された際には、加熱されていたインクの熱は、ベース１０３やＦＰＣ１０９のパターンを経由して、ドライブＩＣ、引いては、ドライブＩＣからカバー１１２，１１３、そして固定部材１１１から記録ヘッドホルダ２００へと流れ込む。
【００５８】
その結果、温度センサ１１５により検出されたインクの温度は、温度センサ１１４が検出した温度よりも当然、低くなっている。つまり、インクの温度が記録ヘッドに伝熱されたことになる。反対に、画像形成が連続して実施されていた場合、ドライブＩＣは、５０℃を超える温度まで達する。その場合には、前述した記録ヘッドホルダ２００等への温度の回れ込みも限度となり、反対に、記録ヘッド１００に流入するインクに対して、圧電素子１０４の発熱分の温度に加え、ドライブＩＣ１１０の熱がＦＰＣ１０９のパターンを通ってインクに伝熱される。つまり、インクは、圧電素子１０４に加えて、記録ヘッド１００から熱が与えられたことになる。
【００５９】
以上説明したように、記録ヘッド（画像形成装置）の周辺による環境温度要因と、駆動する記録ヘッド自身が発する発熱温度要因によって、記録ヘッド１００を通過したインクは、加熱又は冷却される。従って、圧電素子１０４に届けられるインクの温度は、記録ヘッド１００における流入側の温度又は、流出側の温度のいずれか一方では、温度差が特定できない。このため、ノズルにおける温度を適正に推定することができない。
【００６０】
そこで、本実施形態では、記録ヘッド１００に流入するインクの温度を温度センサ１１４で検出し、記録ヘッド１００から排出されるインクの温度を温度センサ１１５で検出することにより、圧電素子１０４におけるインク温度は、その両者における平均温度を推定温度とすることができる。
【００６１】
さらに、この推定温度の精度をより正確にするには、温度センサ１１４と温度センサ１１５の値の乖離を最小限にする必要がある。即ち、ノズルの温度を確実に駆動可能温度範囲とするには、温度センサ１１４と温度センサ１１５の出力を、共に駆動可能温度範囲に入れることが望ましい。
【００６２】
ペルチェ素子３２は、記録ヘッド１００に流入されるインク温度を制御する。当然、インク循環流路１に含まれているインクは、ある温度、即ち熱容量をもって循環している。ペルチェ素子３２は、加温及び冷却能力にも限りがあるため、記録ヘッド１００に流入する側でインク温度を瞬時に目標温度に変化させることはできず、循環を繰り返しながら徐々に目標値に近づく。記録ヘッド１００から流出する側のインク温度は、流入するインクの温度と記録ヘッド１００との熱授受で左右される。本実施形態では、記録ヘッドホルダ２００に設けられたファン２０１と、ヒータ２０３をペルチェ素子３２の加温・冷却動作と組み合わせることで、前述した温度センサ１１４，１１５の温度差を最小限とする制御を行っている。
【００６３】
ファン２０１及びヒータ２０３を用いてペルチェ素子３２と組み合わせた加温・冷却動作による駆動可能温度範囲への温度制御について説明する。図１０には、これらの組み合わせによるケース１〜１５の温度制御の例を示している。図９は、本実施形態における温度制御の温度特性を示す図である。
【００６４】
図１０に示している、画像形成するためにノズルの駆動可能温度範囲は、温度Ｔ１〜Ｔ４であり、一例として、１５℃〜４５℃である。ノズル（主に、圧電素子１０４）の推定された温度が、この範囲に入っていれば、画像形成は可能である。また、その温度範囲の中で、特に最適な制御範囲として、温度Ｔ２〜Ｔ３を例えば、２５℃〜３５℃に設定している。勿論、これらの温度設定は、記録ヘッドの特性により、適宜変更される。尚、この例では、温度Ｔ２〜Ｔ３を温度Ｔ１〜Ｔ４の範囲内に規定しているが、温度Ｔ２〜Ｔ３がなくても、判断基準が甘くなるが実施することはできる。
【００６５】
インク供給ポート１０７の温度センサ１１４とインク排出ポート１０８の温度センサ１１５が共に、Ｔ１〜Ｔ４の範囲に入っていればよいが、以下の実施形態ではＴ１〜Ｔ４の範囲内でより狭い範囲となるＴ２〜Ｔ３の間に両センサの出力を入れることを目標とした温度制御について説明する。
【００６６】
図９及び図１０において、温度センサ１１４が検出する温度を［１１４］で示し、同様に温度センサ１１５が検出する温度を［１１５］と示している。また、図１０において、αは正の数であり、ここでは、５℃に設定している。勿論、この温度差αの数値は、記録ヘッドの仕様により許容値が異なるため、適宜、変更することもできる。
【００６７】
このケース１〜１５の例では、温度センサ１１４と温度センサ１１５が検出する温度が、Ｔ３（３５℃）より大きい場合、Ｔ２（２５℃）〜Ｔ３（３５℃）の間、Ｔ２（２５℃）より小さい場合の３区分に分けて、制御されるべきペルチェ素子３２、ファン２０１及び、ヒータ２０３が駆動することを「○」で記載している。
【００６８】
・ケース１において、  
ケース１は、記録ヘッド１００に流入するインクの温度［１１４］と、記録ヘッド１００から排出されたインクの温度［１１５］が共に、Ｔ３より大きい例を示している。その場合には、流入するインクの温度［１１４］を下げるように、ペルチェ素子３２が冷却側に駆動されることで、温度センサ１１４の検出温度［１１４］を下げようとする。
【００６９】
同様に、温度センサ１１５による検出温度［１１５］も同様に下げるように、ファン２０１を駆動して冷却を行う。通常、画像形成装置は、室温が３５℃より低い環境で使われるため、ファン２０１をＯＮすることで、空気によって記録ヘッド１００周囲が冷却され、カバー１１２，１１３から熱が放熱されて、引いては、温度センサ１１５で検出するインク温度も下げられる。
【００７０】
・ケース２において、  
ケース２は、本実施形態において、理想とする状態であり、温度センサ１１４と温度センサ１１５の温度［１１４］と［１１５］が同じ温度であり、且つ共にＴ２〜Ｔ３の間に入っている例を示している。この時は、加温・冷却のずれも行われない。
【００７１】
・ケース３において、  
ケース３は、温度［１１４］と［１１５］が共に、Ｔ２〜Ｔ３の温度内ではあるが、両センサにαを越える温度差があり、且つ流入側の［１１４］の方が高い温度である例である。この例では、インクの温度を下げるように、ペルチェ素子３２により［１１４］を冷却し、一方、ヒータ２０３をＯＮして、記録ヘッドホルダ２００及び記録ヘッド１００を通じて、［１１５］を加温する。このような温度制御により、温度［１１４］と［１１５］の間の温度差を少なくさせる。
【００７２】
・ケース４において、  
ケース４は、温度センサ１１５の検出による［１１５］が温度センサ１１４の検出による［１１４］よりも高い温度であり、その温度差がαを越える例である。この場合、流入するインクの温度［１１４］を上げるように、ペルチェ素子３２により加温制御する。一方、排出されるインクの温度［１１５］を下げるように、ファン２０１をＯＮして、記録ヘッドホルダ２００を冷却し、引いては記録ヘッドを冷却する。
【００７３】
・ケース５において、
ケース５は、温度センサ１１４，１１５により検出された温度［１１４］と［１１５］の温度差の絶対値がα以下の例である。温度差が僅かなので、温度センサ１１４，１１５が検出した温度の平均値で、ノズルの温度を推定しても、実際のインク温度との誤差は小さいと判定して、加温・冷却は実施しない。このように、ケース２及びケース５の状態が本実施形態における理想とする制御状態である。
【００７４】
・ケース６において、  
ケース６は、温度センサ１１４により検出された温度［１１４］は、目標の温度範囲に入っているが、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］が、Ｔ２を下回っている例である。この場合、記録ヘッド１００から排出されたインク温度［１１５］が低いため、ヒータ２０３をＯＮし、記録ヘッドホルダ２００を介して、記録ヘッド２００を加温する。記録ヘッド２００からインクに熱を与える方向に制御する。
【００７５】
・ケース７において、
ケース７は、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］は、目標温度範囲に入っているが、温度センサ１１４により検出された温度［１１４］が低い例である。この場合には、ペルチェ素子３２を加温制御して、記録ヘッド１００に流入するインクの温度［１１４］を上げる。尚、ケース６，７において、図１０に示す［＊］は、温度センサ１１４，１１５により検出された温度［１１４］と［１１５］の平均温度から推定されるノズルのインク温度によって、全体的に温度を上げるか又は下げるかを決めることを示すものである。
【００７６】
例えば、ケース６において、想定値がＴ１（２５℃）より低い場合には、駆動可能温度範囲に入っていないため、インク温度をさらに上げる必要がある。そのため、温度センサ１１４の温度がＴ２以上であったとしても、ペルチェ素子３２を加温制御する。一方、推定値が、Ｔ１（３５℃）より高い場合には、温度センサ１１５により検出した温度［１１５］が低すぎることだけであるため、ペルチェ素子３２の加温制御は実施しない。ケース７も同様に、推定値が、Ｔ１を下回っている場合には、インク循環流路１、記録ヘッドホルダ２００も低温状態にあると判断して、ヒータ２０３を駆動して加温する。
【００７７】
・ケース８において、  
ケース８は、温度センサ１１４，１１５により検出された温度［１１４］，［１１５］が共に、Ｔ２を下回っている例である。この場合には、ペルチェ素子３２による加温制御と、ヒータ２０３による加温の両方を実施する。
【００７８】
・ケース９において、  
ケース９は、記録ヘッドに流入するインクの温度［１１４］がＴ３より高いが、排出するインクの温度［１１５］よりも低く、且つ温度差がαを越える差を有し、さらに共にＴ２〜Ｔ３の間に入っている例である。このような場合には、ペルチェ素子３２を冷却制御して、温度［１１４］を下げる。尚、ケース９における［＊］は、温度センサ１１４，１１５により検出された温度［１１４］と［１１５］の平均値が、Ｔ４を越えていた場合であって、インク循環流路１全体の温度が高いと判断して、ファン２０１を駆動し、記録ヘッド１００周囲の空気を冷却して、循環するインクの温度を全体的に下げる。
【００７９】
・ケース１０において、  
ケース１０は、温度センサ１１４，１１５により検出された温度［１１４］と［１１５］のの温度差の絶対値がα以下の例である。この温度制御は、ケース９と同様な制御を行う。
【００８０】
・ケース１１において、
ケース１１は、温度センサ１１４により検出された温度［１１４］は、Ｔ３より高く、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］は、Ｔ２より低いことを示している。通常は、このようなケースは発生しにくいが、このような場合には、ペルチェ素子３２を冷却制御して、記録ヘッド１００に流入するインクの温度［１１４］を下げ、ヒータ２０３を駆動して記録ヘッド１００周囲を加温して記録ヘッド１００の温度を保持させる。
【００８１】
・ケース１２において、
ケース１２は、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］がＴ３より高く、温度センサ１１４により検出された温度［１１４］がＴ２〜Ｔ３の間にあり、［１１５］から［１１４］を引いた温度差がαを越えている例である。この場合には、ファン２０１を駆動して、記録ヘッド１００周囲の空気を冷却して、温度［１１５］を下げる。尚、［１１４］と［１１５］の平均値がＴ４よりも高い場合には、装置全体が熱くなっている判断して「＊」印が付いているペルチェ素子３２により冷却制御する。
【００８２】
・ケース１３において、
ケース１３は、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］がＴ３より高く、温度センサ１１４により検出された温度［１１４］がＴ２〜Ｔ３の間にあり、［１１４］と［１１５］の温度差の絶対値がαを以下の例である。この場合には、ファン２０１を駆動して記録ヘッド１００周囲の空気を冷やす。平均計算値がＴ４よりも高い場合には、装置全体が熱いと判断して「＊」印が付いているペルチェ素子３２を冷却制御する。
【００８３】
・ケース１４において、
ケース１４は、記録ヘッド１００から排出されたインクの温度［１１５］がＴ３を超え、流入されるインクの温度［１１４］がＴ２を下回った例である。この例においても、通常は発生しにくいが、ペルチェ素子３２を加温制御し、ファン２０１を駆動して記録ヘッド１００の周囲を冷却制御する。
【００８４】
・ケース１５において、
ケース１５は、温度センサ１１５により検出された温度［１１５］は、Ｔ２〜Ｔ３の間にあるが、インクの流入側の温度センサ１１４により検出された温度［１１４］がＴ２を下回っている例である。この場合には、ペルチェ素子３２を加温制御する。図示する「＊」は、平均計算温度がＴ１を下回っている場合にはヒータ２０３を駆動する。
【００８５】
このように環境温度と、温度センサ１１４，１１５により検出された温度とに基づいて分類されたケース１〜１５の状況によって、理想とする温度状態にするために、該当する構成部位による冷却・加温を行う。例えば、環境温度１０℃で電源を入れた場合や、画像形成を開始させる場合には、ケース８に相当し、温度センサ１１４，１１５が共に、Ｔ２を下回っているので、ペルチェ素子３２を加温制御し、且つヒータ２０３による加温を実施する。このように操作により、ペルチェ素子３２で加温されたインクは、上流サブタンク５０、インク供給流路１４、インク供給ポート１０７と通って、記録ヘッド１００に流入して、ノズルの圧電素子１０４に達し、さらに、インク排出ポート１０８から流出する。この時に、ヒータ２０３で記録ヘッドホルダ２００を通じて記録ヘッド１００が加温されているため、インクの温度は記録ヘッド側には放熱しない。
【００８６】
従って、ある時間を経過した後には、ケース６又はケース１５の状態に変移する。さらに時間が経過すると、最終的には、ケース２又はケース４の状態に変移して、温度センサ１１４，１１５の温度差は、収束するように僅かになるまで制御される。
【００８７】
また本実施形態は、図８に示したペルチェ素子３２でインク温度だけを制御する例と比較すれば、図９に示すように、記録ヘッド１００の温度も同時に制御されるため、温度センサ１１４と温度センサ１１５の平均値で推定されるノズル（圧電素子１０４部分）の温度は、いち早くＴ１に達する。つまり、駆動前などで、推定されたノズルの温度がＴ１を下回っていた場合には、通常、ウォームアップ表示がなされて待機時間となり、この表示が消えるまで、画像形成が開始できない。しかし、本実施形態においては、いち早くＴ１に達することで、短時間で画像形成の開始状態まで移行し、作業を開始できる。
【００８８】
この短時間化を図る制御は、温度センサ１１５の温度を目標として、温度センサ１１４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。ヒータ２０３は、温度センサ１１５の温度が温度センサ１１４の温度に達するとＯＦＦされ、再び下回るとＯＮするという制御を継続する。このように制御することで、常に温度センサ１１４，１１５の乖離を少なく維持でき、両センサから計算される平均温度がＴ１に達したかどうかを正確に判定することが可能となる。
【００８９】
あるいは、ケース１、ケース１２及びケース１３のように、全体的に温度が高い場合には、連続駆動等により装置全体が温まっており、記録ヘッド内部のドライブＩＣ１１０は、かなりの高温に達している。これまでは、その温度を検出する手段が無く、駆動中は常時ファン２０１を駆動していた。
【００９０】
温度センサ１１４，１１５の値から判断し、記録ヘッド１００の実体的な温度を推定して、図１０に示したケース毎の区分に従って、ファン２０１を駆動することで、冷却ファン２０１による過度な冷却により、圧電素子１０４の温度がＴ１又はＴ２を下回るという事態を回避して、形成され画像の品質を低下させることを防止する。
【００９１】
また、ケース３，４，５のように、実測値に基づき推定された温度が、制御目標であるＴ２〜Ｔ３の間に入っている場合であっても、温度センサ１１４，１１５の検出温度が５℃を超える場合には、その差を少なくするように、ペルチェ素子３２、ファン２０１及びヒータ２０３をケース毎に分けて駆動制御する。温度差が常に小さく維持されることで圧電素子１０４を流れるインクの推定（計算）温度の誤差を小さくすることができる。
【００９２】
次に、第１の変形例について説明する。  
前述した実施形態では、ヒータ２０３を用いて記録ヘッドの加温を行っていたが、この変形例では、異なる発熱源を利用する。  
前述したヒータ２０３は、記録ヘッドを加温しておくことにより、記録ヘッド内を流れるインクから記録ヘッドホルダ２００に放熱されることを防止するように設けていた。本変形例では、記録ヘッド１００の加温をドライブＩＣ１１０を発熱源として利用した例である。具体的には、ドライブＩＣ１１０を駆動して、インクが吐出されない程度で圧電素子１０４を振動させる。この振動は、ノズル穴１０１ｂからインクが吐出されない駆動波形であり、圧電素子１０４を駆動する。
【００９３】
画像形成時は、吐出可能波形で駆動するのに対して、非吐出波形で駆動している。この時の記録ヘッド１００の消費電力の９０％程度がドライブＩＣ１１０により熱として発熱する。残り１０％は、圧電素子１０４において熱となる。これらの熱が生じることにより、ペルチェ素子３２で加温されたインクが記録ヘッド１００を通過する際にも、ベース１０３や固定部材１１０、記録ヘッドカバー１１２，１１３にドライブＩＣ１１０や圧電素子１０４が発生させた熱が伝わっているため、インクから放熱され難くなることにより、ヒータ２０３と同等の効果を得ることができる。
【００９４】
但し、この変形例では、ドライブＩＣ１１０の駆動に伴う発熱であるため、ヒータ２０３にように、独立して加温動作することはできない。従って、ドライブＩＣ１１０に非吐出波形を送って駆動することができる時間のみとなり、例えば、画像形成開始までの待機時間や、ジョブ処理間、搬送されるカット紙の用紙間といった、印刷していないタイミングであれば、実施することが可能である。
【００９５】
本変形例では、インクの温度制御をペルチェ素子３２で行い、記録ヘッド１００周囲の温度制御をファン２０１と、ヒータ２０３又は非吐出波形で駆動する圧電素子１０４により実現している。別の手段としては、記録ヘッドホルダ２００にペルチェ素子を新たに設けても良い。本発明の加温冷却手段はそれらに限定されるものではない。
【００９６】
また、本実施形態では、記録ヘッド内部のインク供給ポート１０７及びインク排出ポート１０８のそれぞれに、温度センサ１１４，１１５を設けた構成例により説明した。センサの位置は、記録ヘッドのノズル（圧電素子）を略中央として、循環されるインク流路の上流と下流に設ければ良く、各ポート１０７，１０８への取り付けに限定されるものではない。
【００９７】
本実施形態では、ケース６，７，９，１０，１２及び１３においては、［＊］により示す制御は、推定されたノズル１０１ｂを流れるインク温度が、最適温度制御範囲であるＴ２〜Ｔ３の範囲内か否かによって、好適する制御を行っている。例えば、温度センサ１１４，１１５が検出した温度が共にＴ１〜Ｔ４の範囲内に入るように制御することで、ノズル（圧電素子１０４）の温度を確実にＴ１〜Ｔ４の間に入れることができる。さらに、センサ間の出力値における乖離が少なくなるように制御するため、ノズルの温度を精度良く推定することができる。
【００９８】
尚、前述した実施形態では、記録ヘッドの吐出方式として圧電素子を用いる方式を例として、限定されるものではなく、サーマル方式を採用しても同等の効果を得ることができる。
【００９９】
以上説明した本発明による画像形成装置は、インク循環流路内を循環するインクの温度を、ノズルを挟んだ上流側と下流側で検出し、その両方の検出値が駆動可能温度範囲に入るように、加温・冷却による温度制御を行い、確実にノズルの温度を駆動可能温度範囲に入れることができる。また共に、温度センサ１１４，１１５が検出した温度が駆動可能温度範囲であっても、センサ間の温度差が小さくなるように温度制御しているため、吐出されるインクに対して安定した一定量の吐出を行うことができる。
【０１００】
両センサの値を駆動可能範囲に入れる際に、インクの温度制御と記録ヘッドの温度制御を併用することにより、早期に目標温度に入れることができる。本実施形態では、温度Ｔ２〜Ｔ３を温度Ｔ１〜Ｔ４の範囲内に規定しているが、温度Ｔ２〜Ｔ３がなくても、判断基準が甘くなるが実施することはできる。
【０１０１】
以上説明した各実施形態は、以下の発明を含んでいる。
【０１０２】
（１）インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対してインクを供給する供給流路及び  前記記録ヘッドから前記インクを排出する排出流路と、を有し、排出流路を流れるインクを再度供給流路を介して記録ヘッドに供給する循環流路と、
前記供給流路側に配置される第１の温度検出部と、
前記排出流路側に配置される第２の温度検出部と、
前記第１の温度検出部からの出力と、前記第２の温度検出部からの出力とが、前記インク吐出可能な温度範囲内に設定される、インク吐出可能な温度範囲よりも狭い温度範囲であるインク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、インク温度を調整するインク温度調整手段と、
を有する画像形成装置であって
前記インク温度調整手段は、前記第１の温度検出部の出力と、前記第２の温度検出部の出力とに基づいて、ノズルにおけるインク温度を算出すると共に、当該算出されるインク温度が記録ヘッドからインク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【０１０３】
（２）前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが一致するように、インク温度を調整する（１）項に記載の画像形成装置。
【０１０４】
（３）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度調整部を用いて、前記第１の温度検出部からの出力が前記インク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、前記供給流路を流れるインク温度を調整し、
第２の温度調整部を用いて、前記第２の温度検出部からの出力が前記インク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、前記排出流路を流れるインク温度を調整することを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０１０５】
（４）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第１の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を下げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を上げることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０１０６】
（５）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第２の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を上げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を下げることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０１０７】
（６）インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッドと
前記記録ヘッドに対してインクを供給する供給流路と、  前記記録ヘッドから前記インクを排出する排出流路と、を有し、排出流路を流れるインクを再度供給流路を介して記録ヘッドに供給する循環流路と、
前記供給流路側に配置される第１の温度検出部と、
前記排出流路側に配置される第２の温度検出部と、
インクの温度を制御するインク温度調整手段と、
を有する画像形成装置であって
前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力が、共に前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、インク温度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【０１０８】
（７）前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが一致するように、インク温度を調整する（６）項に記載の画像形成装置。
【０１０９】
（８）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度調整部を用いて、前記第１の温度検出部からの出力が前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、前記供給流路を流れるインク温度を調整し、第２の温度調整部を用いて、前記第２の温度検出部からの出力が前記インク吐出可能な温度範囲内に収まるように、前記排出流路を流れるインク温度を調整することを特徴とする（６）項に記載の画像形成装置。
【０１１０】
（９）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第１の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を下げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を上げることを特徴とする（６）項に記載の画像形成装置。
【０１１１】
（１０）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第２の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を上げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を下げることを特徴とする（６）項に記載の画像形成装置。
【０１１２】
（１１）前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが、前記インク吐出可能な温度範囲内に設定される、インク吐出可能な温度範囲よりも狭い温度範囲であるインク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、インク温度を調整する（６）項に記載の画像形成装置。
【０１１３】
（１２）前記インク温度調整手段は、第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力とが一致するように、インク温度を調整する（１１）項に記載の画像形成装置。
【０１１４】
（１３）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度調整部を用いて、前記第１の温度検出部からの出力が前記インク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、前記供給流路を流れるインク温度を調整し、
第２の温度調整部を用いて、前記第２の温度検出部からの出力が前記インク吐出が安定する温度範囲内に収まるように、前記排出流路を流れるインク温度を調整することを特徴とする（１１）項に記載の画像形成装置。
【０１１５】
（１４）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第１の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を下げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を上げることを特徴とする（１１）項に記載の画像形成装置。
【０１１６】
（１５）前記インク温度調整手段は、
前記供給流路を流れるインクの温度を調整する第１温度調整部（ペルチェ素子）と、
前記排出流路を流れるインクの温度を調整する第２温度調整部（ヒータ、ファン）と、をさらに有し、
第１の温度検出部からの出力と、第２の温度検出部からの出力と比較し、第２の温度検出部からの出力が高い場合、第１の温度調整部を用いて、供給流路を流れるインク温度を上げると共に、第２の温度調整部を用いて、排出流路を流れるインク温度を下げることを特徴とする（１１）項に記載の画像形成装置。
【符号の説明】
【０１１７】
１…インク循環流路、２…制御部、７…ベルト搬送ユニット、１２…インク流路、１３…インク排出流路、１４…インク供給流路、１５…インク帰還流路、１６，１７，１８，２０，２７…大気開放流路、１９…インク補給流路、２１…廃液流路、２２…ポンプ、２３…オーバーフロー流路、２４，２５，２６…弁、２８…廃液ボトル、２９…インクボトル、３０…熱交換器、３１…ファン、３２…ペルチェ素子（第一温調手段）、３３…熱交換流路部、３４…空気フィルタ、５０…上流サブタンク、６０…下流サブタンク、６１…圧力センサ、６２…インクフィルタ、７０…アクチュエータ、７１…液面センサ、１００…記録ヘッド、１００…記録ヘッド、１０１…ノズルプレート、１０１ａ…ノズル面、１０１ｂ…ノズル、１０２…枠、１０３…ベース部材、１０３ａ、１０３ｂ…孔、１０３ｃ…電極接続面、１０４…圧電素子（吐出エネルギー発生手段）、１０４ａ…チャンネル、１０５…流路部材、１０５ａ…往路流路、１０５ｂ…復路流路、１０６…流路部材、１０６ａ…凸部、１０６ｂ…接続流路、１０７…インク排出ポート、１０８…インク供給ポート、１０９…ＦＰＣ、１１０…ドライブＩＣ、１１１…固定部材、１１２，１１３…カバー（ヒートシンク）、１１２ａ，１１３ａ…放熱突起、１１４…温度センサ（第１温度）、１１５…温度センサ（第２温度）、２００…記録ヘッドホルダ、２０１…記録ヘッド冷却ファン（第２温調手段）、２０２…記録媒体、２０３…ヒータ（第２温調手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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